指向系統思維的高三化學教學

摘 要：以金屬元素及其化合物的單元復習為例，闡述了系統思維在解決高三金屬元素復習中的重要作用。并結合教學實踐探索如何運用系統思維給出解決策略。

關鍵詞：系統思維;高三;復習;金屬

科學家馮·貝塔朗菲在二十世紀首先提出了系統思維，同時系統思維作為一種方法論開始建立。系統思維是原則性與靈活性相結合的一種思維模式，其核心思想就是整體性。在分析和處理問題的過程中，采用整體有序的系統思維能極大地簡化人們對事物的認知有助于獲取信息，從而分析和解決問題，提高化學學習能力。

一、教材與學情分析

普通高中化學課程標準2017版明確要求“認識元素可以組成不同種類的物質，根據物質的組成和性質可以對物質進行分類;同類物質具有相似的性質，一定條件下各類物質可以相互轉化”、“結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究了解鈉、鐵及其重要化合物的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用”等。

金屬元素及其化合物知識散，重要元素就有十多種，元素對應的單質及其形成的化合物種類更是繁多。學生不在乎思維過程，單純對方程式進行死記硬背，在不理解由來及意義的基礎上進行的方程式記憶，顯得尤為困難;高考題遇到的陌生信息較多，學生從陌生信息中準確定位實質性知識的能力欠缺，對所學知識不會整合、運用。傳統的復習課學生常常感到課堂枯燥無趣、重難點不突出、做題依舊無從下手，沒有形成系統化的思維。而考查時出題點變幻莫測，碰到陌生物質和真實復雜問題時缺少解題角度和思路。

二、教學設計思路

1.整合復習內容，構建系統知識主線

學生原有金屬元素化合物的認識多數是孤立地。高三一輪復習課是學生知識系統化的關鍵節點。教師要引導學生將頭腦中原有的零碎知識進行深入分析，找出核心知識，形成知識主線。教師以學生熟悉的鐵元素出發，讓學生繪制出鐵及其化合物關系圖。教師針對學生繪制的關系圖，給予點評。教師指導學生以核心元素鐵出發，概括關聯出鐵及其化合物中的內在轉化聯系，嘗試找出知識主線。

鐵及其化合物的復習，將鐵看做一個系統。以化合價為內在聯系，依托化合價將鐵化合物串成一條線，利用氧化還原反應理論將其系統化、關聯化。對學生來說記住鐵元素的四種化合價遠比記住鐵的眾多化合物簡單。同時，將單質鐵、氧化物、鹽、氫氧化物形成整體，加強了物質之間的聯系。這樣有助于學生更好地理解金屬及其化合物的整體性。當然，不同的金屬它的知識主線不盡相同，對于化合價比較單一的元素，比如鈉、鋁我們可以探索內在聯系，形成特色知識主線。

2.建構思維模型，解決實際問題

模型認知是化學學科核心素養的重要組成部分，是人們在對知識充分理解、歸納的基礎上，用抽象和簡化的方法構建出對問題深度認識的模型，利用模型進一步認知未知物質及其規律的過程。金屬元素及其化合物知識主干線的形成，讓學生對知識系統一目了然。作為高考重要考點，往往是以實際問題形式作為載體，如何思考和提煉這些實際問題，建立合適的思維模型就是高三復習重點要解決的問題。

以鐵及其化合物為例，鐵元素的性質與轉化關系都可以在保存（存在）、使用、檢驗、鑒別、分離、制備這些實際問題中呈現。以知識為基礎，將核心元素鐵的知識點全面梳理，進一步幫助學生理解金屬元素學習的要點，整合形成一個充分體現元素化合物內在邏輯的知識框架和思維模型，從而舉一反三應用到更多元素化合物的知識學習。比如工業上設計用鋁土礦（主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質）制取無水氯化鋁工藝流程。學生根據思維模型就可以判斷屬于物質間的分離，然后再根據元素間的轉化關系進一步解題。學生獲取到題干信息后根據頭腦中形成的思維模型準確去判定具體屬于哪一類問題，復習教學中進而給予針對性地引導，從而發展和提高學生的系統思維能力。

3.運用思維模型，提升系統思維能力

思維模型可以幫助學生發現金屬元素化合物中不變的核心，使學生在面對各種問題時都能有效地選取好角度，以不變應萬變。例如選取保存、使用、檢驗、鑒別、分離、制備這些實際問題建構的思維模型，可以觸類旁通到鈉、鎂、鋁的等元素的學習，同時可以在復習課上開展更多復雜陌生的探究和創新活動，有利于學生自覺運用和遷移，提升學生系統思維能力。學科系統思維能力：

比如：（2019江蘇高考15）實驗室以工業廢渣（主要含CaSO4·2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）為原料制取輕質CaCO3和（NH4）2SO4晶體。本題將金屬元素放在工業應用陌生的情境中進行性質及轉化的考查，要求學生既要理解知識、又能依據模型進行實際問題的解決，同時在前面兩個過程的基礎上，進行方案的設計與創新，從而上升到一定高度。運用模型解決陌生的實際問題，可以將復雜問題簡單化，將特殊問題一般化，更有益于學生形成依據模型解決各類問題的思路，能夠讓高三學生在復習課上系統思維得到較大提升。

高三化學復習最重要的目標就是應對靈活多變的高考。復習課的教學不是一個簡單重復的知識回憶過程，更不是一個低級的刷題、解題、刷題重復的過程。我們要善于引導，積極幫助學生尋找系統的思維方法，尤其是凌亂繁雜的知識，將其整體化、系統化，提高復習的效率，減輕學生的負擔，提高學生的學科素養。

參考文獻

[1]丁雯.系統思維在高三電化學復習中的實踐與思考[J].中學化學教與學，2019，（3）：16-18

[2]指向深度學習的高三化學深度備課—以氯溴碘及其化合物的單元復習為例[J].中學化學教與學，2019，（3）：11-15

作者簡介：王敏（1979-），女，江蘇海門人，江蘇省海門中學，中學一級，碩士研究生